[发明专利]一种超交联聚合物纳米颗粒固相微萃取生物相容性探针及其在活体分析中的应用

说明书

本发明公开了一种超交联聚合物纳米颗粒固相微萃取生物相容性探针及其在活体分析中的应用。所述固相微萃取生物相容性探针包括石英纤维和涂覆于石英纤维上的表面涂层，所述表面涂层含有超交联聚合物纳米颗粒和聚去甲肾上腺素生物相容涂层。本发明所述的超交联聚合物纳米颗粒涂层，具有热稳定性好、化学稳定性好、结构中含大量苯环可与带苯环的除草剂通过π‑π作用提高相应的富集倍数等优点；聚去甲肾上腺素涂层则可以提高固相微萃取探针的生物相容性。所制备的固相微萃取生物相容性探针厚度可控、对目标分析物富集倍数高、生物相容性好、耐受生物组织摩擦、且价格低廉，完全满足活体分析的应用需求，萃取效果优于市面上所售的商用针。

技术领域

本发明涉及固相微萃取领域和活体分析领域，更具体地，涉及一种超交联聚合物纳米颗粒固相微萃取生物相容性探针及其在活体分析中的应用。

背景技术

固相微萃取(Solid-phase microextraction，SPME)是一种操作简便且无需大量溶剂的样品前处理技术，该技术集萃取、净化、分离和富集于一体，可与色谱、高分辨质谱等多种高效分析检测仪器实现自动化联用。由于其萃取量少、对系统干扰小等优点，目前已经被广泛应用于环境、食品、生物医学等领域。此外，由于SPME萃取装置尺寸极其微小(在微米级别)，能够在活体动植物组织中近乎无损地完成分析物的一步原位萃取，并可对生物个体进行长时间的跟踪研究，因此活体SPME采样技术为动植物体内分析物的分析提供了很好的解决方案。萃取涂层是SPME技术的核心，活体SPME技术的广泛应用和高灵敏性依赖于涂层材料的发展和制备。尽管一些涂层已经实现商用化，但是这些商用探针存在价格昂贵(800～900元一支)、萃取性能不理想、生物相容性差、生物组织摩擦耐受性差等缺点，限制了活体SPME采样技术的应用。因此，研制出对目标分析物具有高富集倍数、生物相容性好、耐受生物组织摩擦、且价格低廉的活体SPME生物相容性探针具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超交联聚合物纳米颗粒固相微萃取生物相容性探针及其在活体分析中的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种超交联聚合物纳米颗粒固相微萃取生物相容性探针，包括石英纤维和涂覆于石英纤维上的表面涂层，所述表面涂层含有超交联聚合物纳米颗粒和聚去甲肾上腺素生物相容涂层，所述的固相微萃取生物相容性探针的制备包括以下步骤：

S1：通过乳液聚合法合成前体纳米颗粒，首先将十二烷基硫酸钠均匀分散于超纯水中，同时加入二乙烯基苯和4-氯甲基苯乙烯单体，在氮气氛围中搅拌均匀完成预乳化过程，随后加入过硫酸钾水溶液，在氮气保护下升温进行乳液聚合反应，反应完毕将乳液滴加到甲醇中破乳，离心分离获得固体产品，并先后用纯水、甲醇、无水乙醚分别洗涤产品后放入真空干燥箱中干燥，获得前体纳米颗粒；

S2：在1,2-二氯乙烷中加入无水FeCl₃催化剂并分散均匀，在另外的容器中加入1,2-二氯乙烷和前体纳米颗粒，使前体纳米颗粒在溶剂中溶胀一段时间后，与上述的1,2-二氯乙烷分散体系混合，随后在氮气保护下，迅速升温进行Friedel-Crafts烷基化超交联反应，反应结束后，固体产品先后分别用纯水、甲醇、无水乙醚洗涤，随后再在索氏提取器中抽提，萃取溶剂为甲醇，最终收集产物并于真空干燥箱中干燥，获得超交联聚合物纳米颗粒；

S3：将石英材质的紫外光纤切割成合适长度，并在甲醇中浸泡并超声处理，脱去保护层，随后将石英光纤泡在氢氧化钠溶液中进行表面活化，过量附着的氢氧化钠使用盐酸中和，常温干燥，取适量聚丙烯腈在N,N-二甲基甲酰胺中超声分散成均匀的粘稠胶状液体，加入超交联聚合物纳米颗粒，继续超声分散均匀，获得均匀的粘稠泥浆状混合液，将石英光纤在混合液中垂直浸渍提拉以涂覆合适厚度的涂层，重复浸渍提拉过程，随后在烘箱中固化，获得表面涂覆有超交联聚合物纳米颗粒的石英探针；